專利名稱：用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)分別地控制和監(jiān)視多個(gè)工廠并通過(guò)輸入用于監(jiān)控每個(gè)工廠的信息的集中工廠監(jiān)控設(shè)備，還涉及用于該設(shè)備的一種方法。
背景技術(shù)：
通信技術(shù)中的新發(fā)展促進(jìn)了用于以集中方式控制多個(gè)工廠的工作以便減少運(yùn)營(yíng)成本的集中監(jiān)控和控制設(shè)備的引入。為此目的，采用分布式控制系統(tǒng)(DCS)來(lái)運(yùn)營(yíng)單獨(dú)的工廠，并且利用具有安裝在其中的、諸如UNIX或Windows之類的通用OS的工業(yè)PC來(lái)監(jiān)視這類工廠的工作情況，以便改善成本效益。在這種情形下，假定采用基于通用傳輸單元和協(xié)議的連接。
此外，這類分布式控制系統(tǒng)(DCS)典型地提供這樣一種機(jī)制，即在其中使用控制單元和交互單元來(lái)獲得狀態(tài)工廠的狀態(tài)量，并且經(jīng)由稱為標(biāo)記的對(duì)象來(lái)操作組件裝置。
通常，根據(jù)客戶端/服務(wù)器配置，為程序設(shè)計(jì)模型采用TCP/IP通信協(xié)議。這樣一來(lái)，由于服務(wù)器扮演了更重要的角色，因而需要更高的可用性。這意味著由于客戶端數(shù)目增加，需要更高的算術(shù)性能和傳輸性能。目前，采用群集結(jié)構(gòu)來(lái)確?？捎眯?，并且采用并行處理來(lái)確保性能。在這種情況下，不僅硬件和軟件的成本都增加了，而且系統(tǒng)的操作也變得更復(fù)雜了。
與TCP/IP相對(duì)比，基于UDP/IP的多播傳輸技術(shù)也是可用的。舉例來(lái)說(shuō)，因?yàn)楸M管不能確保發(fā)送出的數(shù)據(jù)的到達(dá)，但客戶端數(shù)目上的增加并不直接影響服務(wù)器上的負(fù)荷，所以UDP/IP具有巨大的優(yōu)點(diǎn)。因此，需要這樣一種機(jī)制，該機(jī)制允許客戶端檢測(cè)丟失數(shù)據(jù)并為任何丟失數(shù)據(jù)向服務(wù)器發(fā)出重發(fā)請(qǐng)求。由此，使用TCP/IP和UDP/IP的結(jié)合以利用它們各自的特征以便由基于UDP/IP的多播執(zhí)行正規(guī)傳輸、而由基于TCP/IP的單播執(zhí)行例如丟失數(shù)據(jù)的重發(fā)，這正變得更為常見。
當(dāng)將以集中方式監(jiān)控多個(gè)工廠的操作時(shí)，將要操縱的信息量與將要監(jiān)控的工廠數(shù)目成比例地增加。由此，必須克服網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)的較高層上的不可避免地增加負(fù)荷和不可避免地降低性能的問(wèn)題。此外，由于網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器都需要被冗余化以提高可用性，因而需要一種根據(jù)配置上的動(dòng)態(tài)變化來(lái)確保客戶端獨(dú)立性的機(jī)制。
另外，當(dāng)把將由分布式控制系統(tǒng)(DCS)監(jiān)視的標(biāo)記的狀態(tài)量輸入到集中監(jiān)控設(shè)備中以及從集中監(jiān)控設(shè)備那里輸出所述狀態(tài)量時(shí)，發(fā)送/接收的信息和格式必須預(yù)先同分布式控制系統(tǒng)(DCS)保持一致，并且必須在發(fā)送器和接收器兩者中預(yù)置這類信息。這種信息是在安裝時(shí)設(shè)置的固定信息，并且一旦在安裝之后設(shè)置了這類信息，就難以響應(yīng)于操作使用上的任何修改或改變而采取靈活的動(dòng)作。此外，集中監(jiān)控設(shè)備具有構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)擔(dān)，更具體而言，其具有在其自己的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)置和關(guān)聯(lián)每個(gè)分布式控制系統(tǒng)(DCS)的標(biāo)記信息的負(fù)擔(dān)。
鑒于上述缺陷或問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的就是，提供一種起交互顯示單元作用的集中監(jiān)控設(shè)備，即使是當(dāng)利用許多客戶端來(lái)監(jiān)控許多工廠的操作時(shí)，所述集中監(jiān)控設(shè)備也能呈現(xiàn)出高度地響應(yīng)性傳輸。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是，提供一種集中工廠監(jiān)控設(shè)備，所述設(shè)備足夠靈活以便響應(yīng)于將要監(jiān)視的工廠數(shù)目的增加而采取適當(dāng)?shù)膭?dòng)作以便能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性。
本發(fā)明的又一個(gè)目的就是，提供一種用于利用上述的集中工廠監(jiān)控設(shè)備來(lái)集中地監(jiān)控多個(gè)工廠的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述及其它目的，根據(jù)本發(fā)明的一種用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備包括集中交互單元，用于監(jiān)控多個(gè)工廠的操作；單獨(dú)交互單元，用于監(jiān)控工廠；信息網(wǎng)絡(luò)，用于連接集中交互單元和單獨(dú)交互單元；控制單元，用于控制工廠；控制網(wǎng)絡(luò)，用于連接控制單元和單獨(dú)交互單元；和網(wǎng)關(guān)裝置，其設(shè)置于單獨(dú)交互單元中，并且從單獨(dú)交互單元的角度來(lái)看，其具有相當(dāng)于控制單元的傳輸功能，其中所述控制單元包括用于將工廠狀態(tài)量作為標(biāo)記輸入到標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中的裝置；用于將工廠狀態(tài)量中的顯著變化多播到控制網(wǎng)絡(luò)或者如果工廠狀態(tài)量上沒有顯著變化則將表示其完整性的″心跳″多播到控制網(wǎng)絡(luò)的裝置；以及用于響應(yīng)于關(guān)于從控制網(wǎng)絡(luò)輸入的狀態(tài)量的查詢來(lái)返回標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容并響應(yīng)于操作更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的裝置，其中所述單獨(dú)交互單元包括用于如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記存在于單獨(dú)交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則在工廠的交互屏幕上顯示標(biāo)記狀態(tài)量的裝置；用于如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記未存在于單獨(dú)交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則將關(guān)于狀態(tài)量的查詢多播到控制網(wǎng)絡(luò)以及用于在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)來(lái)自于控制單元的響應(yīng)以供更新的裝置；以及用于如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有從控制單元那里接收到表示控制單元的完整性的″心跳″則將控制單元中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的裝置，和其中所述集中交互單元包括用于如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記存在于集中交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則在工廠的交互屏幕上顯示標(biāo)記的狀態(tài)量的裝置；用于如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記未存在于集中交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則將關(guān)于狀態(tài)量的查詢經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)裝置多播到控制網(wǎng)絡(luò)以及用于在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)來(lái)自于控制單元的響應(yīng)以供更新的裝置；以及用于如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有從控制單元那里接收到表示控制單元的完整性的″心跳″則將控制單元中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的的裝置。
在具有上述特征的用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備中，連接用于監(jiān)控多個(gè)工廠的工作情況的集中交互單元和用于監(jiān)控工廠的單獨(dú)交互單元的信息網(wǎng)絡(luò)連接于如下控制網(wǎng)絡(luò)，所述控制網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)關(guān)裝置而連接控制單元和單獨(dú)交互單元。如果工廠狀態(tài)量上存在顯著變化，那么控制單元就將工廠狀態(tài)量作為標(biāo)記多播到控制網(wǎng)絡(luò)，并且集中交互單元和單獨(dú)交互單元將關(guān)于工廠狀態(tài)量的查詢多播到控制網(wǎng)絡(luò)，并更新來(lái)自于控制單元的響應(yīng)。由此，連接于信息網(wǎng)絡(luò)的集中交互單元把單獨(dú)交互單元視作為控制單元，由此能夠?qū)崿F(xiàn)多層組成。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，單獨(dú)交互單元可以包括存儲(chǔ)用于限制每個(gè)操作者的可監(jiān)視和可操作范圍的信息的安全數(shù)據(jù)庫(kù)，還包括可以根據(jù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)中的定義來(lái)限制控制單元的模擬范圍的網(wǎng)關(guān)裝置。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，單獨(dú)交互單元的網(wǎng)關(guān)裝置根據(jù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)中的定義來(lái)限制控制單元的模擬范圍。因此，能夠根據(jù)操作者的工作區(qū)域的級(jí)別來(lái)限制監(jiān)視和操作范圍，由此能夠減少操作者不正確操作的次數(shù)。此外，由于僅僅發(fā)送操作者需要的信息，因而能夠減輕信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)荷。
此外，信息網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)、控制單元、集中交互單元和單獨(dú)交互單元都可以是冗余化的，以便控制單元、集中交互單元和單獨(dú)交互單元向所有冗余化的信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行多播傳輸，并在先來(lái)先服務(wù)的基礎(chǔ)上、一次一個(gè)處理單位地執(zhí)行接收。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，冗余化的控制單元、集中交互單元和單獨(dú)交互單元向所有冗余化的信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行多播傳輸，并在先來(lái)先服務(wù)的基礎(chǔ)上、一次一個(gè)處理單位地執(zhí)行接收。其結(jié)果是，集中交互單元起客戶端的作用，所述客戶端把到多播查詢的響應(yīng)器視作為服務(wù)器。由此，不必預(yù)先識(shí)別單播地址以及充當(dāng)服務(wù)器的控制單元和單獨(dú)交互單元的多樣性。這考慮到了在不中斷當(dāng)前操作使用的情況下的重新配置。
集中交互單元或單獨(dú)交互單元都可以包括存儲(chǔ)管理裝置，用于如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有引用一個(gè)標(biāo)記則在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除該標(biāo)記。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，如果在某一段時(shí)間內(nèi)沒有引用標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)記，那么集中交互單元或單獨(dú)交互單元的存儲(chǔ)管理裝置就刪除該標(biāo)記。其結(jié)果是，能夠?qū)⒖蛻舳宋葱枰臉?biāo)記和不太經(jīng)常引用的標(biāo)記排除在因丟失工廠狀態(tài)量上的通知而產(chǎn)生查詢之外。這減輕了信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)荷。
單獨(dú)交互單元可以包括作為標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)由單獨(dú)交互單元自身請(qǐng)求的標(biāo)記；和遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)由網(wǎng)關(guān)裝置請(qǐng)求的標(biāo)記。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，單獨(dú)交互單元在本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)由單獨(dú)交互單元自身請(qǐng)求的標(biāo)記，并且在遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)由網(wǎng)關(guān)裝置請(qǐng)求的標(biāo)記。其結(jié)果是，可以管理逐客戶端引用以減少不必要的通知并減輕信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)荷。
集中交互單元可以輸出為單獨(dú)交互單元指定監(jiān)視所需的標(biāo)記的注冊(cè)請(qǐng)求，并且單獨(dú)交互單元可以在標(biāo)記列表中存儲(chǔ)集中交互單元請(qǐng)求其注冊(cè)的標(biāo)記，并且依照集中交互單元的格式、通過(guò)網(wǎng)關(guān)裝置來(lái)轉(zhuǎn)換和發(fā)送存儲(chǔ)在標(biāo)記列表中的標(biāo)記的狀態(tài)量。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，集中交互單元輸出為單獨(dú)交互單元指定監(jiān)視所需的標(biāo)記的注冊(cè)請(qǐng)求。借助于網(wǎng)關(guān)裝置，單獨(dú)交互單元依照集中交互單元的格式來(lái)轉(zhuǎn)換和發(fā)送由集中交互單元請(qǐng)求其注冊(cè)的標(biāo)記的狀態(tài)量。其結(jié)果是，工廠中的控制單元能夠容易地相連，由此能夠響應(yīng)于操作使用上的變化而靈活地添加或刪除標(biāo)記。
在上面描述的實(shí)施例中，集中交互單元可以將用于更新控制單元中的標(biāo)記信息的請(qǐng)求輸出到單獨(dú)交互單元，單獨(dú)交互單元可以發(fā)送控制單元中由集中交互單元請(qǐng)求其更新的標(biāo)記信息，并且集中交互單元可以將唯一標(biāo)識(shí)ID添加至接收到的標(biāo)記信息，并且依照集中交互單元的格式來(lái)存儲(chǔ)標(biāo)記信息。
在這種情況下，集中交互單元將用于更新控制單元的標(biāo)記信息的請(qǐng)求輸出到單獨(dú)交互單元。單獨(dú)交互單元把請(qǐng)求其更新的將要監(jiān)視的標(biāo)記的標(biāo)記信息發(fā)送到集中交互單元。集中交互將唯一標(biāo)識(shí)ID添加至接收到的標(biāo)記信息中，并依照集中交互單元的格式來(lái)存儲(chǔ)該標(biāo)記信息。這實(shí)現(xiàn)了已經(jīng)從能夠識(shí)別的集中交互單元那里注冊(cè)且由此從單獨(dú)交互單元中獲得的將要監(jiān)視的標(biāo)記信息。因此，能夠容易地或自動(dòng)地構(gòu)建集中交互單元中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)。
代替單獨(dú)交互單元的GW單元可以僅僅包括相當(dāng)于用于集中交互單元的控制單元的傳輸功能。
從這個(gè)實(shí)施例的效果來(lái)看，這個(gè)示例中的GW單元不包括單獨(dú)交互單元中的工廠交互屏幕和交互單元。因此，能夠在正常的集中監(jiān)視過(guò)程中減少交互操作所不需要的與安裝GW單元相關(guān)聯(lián)的成本和空間。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)利用集中監(jiān)控工廠的設(shè)備來(lái)提供一種用于集中監(jiān)控多個(gè)工廠的方法，所述設(shè)備包括集中交互單元，用于監(jiān)控多個(gè)工廠的操作；單獨(dú)交互單元，用于監(jiān)控工廠；信息網(wǎng)絡(luò)，用于連接集中交互單元和單獨(dú)交互單元；控制單元，用于控制工廠；控制網(wǎng)絡(luò)，用于連接控制單元和單獨(dú)交互單元；和網(wǎng)關(guān)裝置，其設(shè)置于單獨(dú)交互單元中，并且從單獨(dú)交互單元的角度來(lái)看，其具有相當(dāng)于控制單元的傳輸功能，其中所述控制單元執(zhí)行以下步驟將工廠狀態(tài)量作為標(biāo)記輸入到標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中；將工廠狀態(tài)量中的顯著變化多播到控制網(wǎng)絡(luò)或者如果工廠狀態(tài)量上沒有顯著變化則將表示其完整性的″心跳″多播到控制網(wǎng)絡(luò)；以及響應(yīng)于關(guān)于從控制網(wǎng)絡(luò)輸入的狀態(tài)量的查詢來(lái)返回標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容并響應(yīng)于操作更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，其中所述單獨(dú)交互單元執(zhí)行以下步驟如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記存在于單獨(dú)交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則在工廠的交互屏幕上顯示標(biāo)記狀態(tài)量；如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記未存在于單獨(dú)交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則將關(guān)于狀態(tài)量的查詢多播到控制網(wǎng)絡(luò)以及在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)來(lái)自于控制單元的響應(yīng)以供更新；以及如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有從控制單元那里接收到表示控制單元的完整性的″心跳″則將控制單元中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的，以及其中所述集中交互單元執(zhí)行以下步驟如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記存在于集中交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則在工廠的交互屏幕上顯示標(biāo)記的狀態(tài)量；如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記未存在于集中交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則將關(guān)于狀態(tài)量的查詢經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)裝置多播到控制網(wǎng)絡(luò)以及用于在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)來(lái)自于控制單元的響應(yīng)以供更新；以及如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有從控制單元那里接收到表示控制單元的完整性的″心跳″則將控制單元中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的。
下面，將參照附圖來(lái)更詳細(xì)描述本發(fā)明的上述特征和結(jié)構(gòu)及其它特征和結(jié)構(gòu)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的框圖。
圖2是根據(jù)圖1中所示的本發(fā)明第一實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備所使用的傳輸方案的舉例說(shuō)明。
圖4是用于舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的每個(gè)控制單元、具有網(wǎng)關(guān)裝置的單獨(dú)交互單元和集中交互單元中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的舉例說(shuō)明。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、根據(jù)集中工廠監(jiān)控設(shè)備所采用的傳輸方案的響應(yīng)請(qǐng)求內(nèi)容信號(hào)中所包含的信息的舉例說(shuō)明。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、由標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)引用進(jìn)行處理的流程圖。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、由傳輸裝置對(duì)”心跳”HB、應(yīng)答R和異常E進(jìn)行處理的流程圖。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的垃圾收集裝置的處理流程圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的源數(shù)據(jù)庫(kù)的示意性框圖。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的控制單元中的傳送裝置的處理流程圖。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的單獨(dú)交互單元中的網(wǎng)關(guān)裝置的處理流程圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的安全數(shù)據(jù)庫(kù)的示意性框圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的示意性框圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的框圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的工廠集中監(jiān)控設(shè)備所采用的傳輸方案的舉例說(shuō)明。
圖18示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的、由集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB進(jìn)行處理的流程圖。
圖19示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的、由來(lái)自于傳輸裝置的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14對(duì)”心跳”HB、應(yīng)答R和異常E進(jìn)行處理的流程圖。
圖20是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的示意性框圖。
圖21示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的、由標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置進(jìn)行處理的流程22示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的、由傳輸裝置對(duì)”心跳”HB、應(yīng)答R和異常E進(jìn)行處理的流程圖。
圖23示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的、由垃圾收集裝置進(jìn)行處理的流程圖。
圖24是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。
圖25示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的、由標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置進(jìn)行處理的流程圖。
圖26示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的、由傳輸裝置對(duì)”心跳”HB、應(yīng)答R和異常E進(jìn)行處理的流程圖。
圖27是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。
圖28是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。
圖29是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。
最佳實(shí)施方式在下面，將參照附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的框圖。將從工廠1那里收集的諸如溫度、壓力、流速和閥開/閉狀態(tài)之類的工廠狀態(tài)量輸入到控制單元2，并經(jīng)過(guò)管理和算術(shù)運(yùn)算。將算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果作為控制量輸出到工廠1。此外，通過(guò)多播傳輸(例如，UDP/IP)將來(lái)自于控制單元2的工廠狀態(tài)量作為標(biāo)記輸出到控制網(wǎng)絡(luò)8。單獨(dú)交互單元3從控制網(wǎng)絡(luò)8那里輸入關(guān)于將要由那個(gè)單獨(dú)交互單元3監(jiān)控的工廠的信息。單獨(dú)交互單元3具有與之連接的顯示裝置5和輸入裝置6，以便操作者能夠經(jīng)由顯示裝置5和輸入裝置6、利用單獨(dú)交互單元3來(lái)監(jiān)控每個(gè)工廠1。應(yīng)當(dāng)注意，圖1中所示的分層網(wǎng)絡(luò)示出了這樣一種邏輯結(jié)構(gòu)，還可以利用虛擬LAN技術(shù)來(lái)引入所述邏輯結(jié)構(gòu)，并且不意在限制于這種物理結(jié)構(gòu)。
此外，單獨(dú)交互單元3連接于用于經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)7以集中方式監(jiān)控多個(gè)工廠1的集中交互單元4，并且該單獨(dú)交互單元3包括網(wǎng)關(guān)裝置，用于連接信息網(wǎng)絡(luò)7和控制網(wǎng)絡(luò)8。包括網(wǎng)關(guān)裝置的單獨(dú)交互單元3通過(guò)多播傳輸把工廠狀態(tài)量傳送到控制網(wǎng)絡(luò)8或信息網(wǎng)絡(luò)7。集中交互單元4將狀態(tài)量輸出輸入到控制網(wǎng)絡(luò)8或信息網(wǎng)絡(luò)7，并顯示和更新顯示裝置5的交互屏幕，包括操作者利用輸入裝置6而選擇和請(qǐng)求的工廠狀態(tài)量，以便操作者能夠監(jiān)控該工廠。
可以分別將根據(jù)本發(fā)明的單獨(dú)交互單元3和集中交互單元4視作為低級(jí)交互顯示單元和高級(jí)交互顯示單元。
圖2是根據(jù)圖1中所示的本發(fā)明第一實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖?？刂茊卧?包括用于控制工廠1的邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)21和用于將工廠狀態(tài)量存為標(biāo)記的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20，從工廠那里經(jīng)由過(guò)程輸入/輸出單元9、由過(guò)程輸入/輸出裝置10輸入處理信號(hào)，并且由算術(shù)運(yùn)算裝置11執(zhí)行管理和算術(shù)運(yùn)算。控制單元2繼而由過(guò)程輸入/輸出裝置10經(jīng)由過(guò)程輸入/輸出單元9將算術(shù)運(yùn)算結(jié)果輸出到工廠1。
更具體而言，過(guò)程輸入/輸出裝置10連續(xù)地經(jīng)由過(guò)程輸入/輸出單元9輸入從安裝在工廠中的測(cè)量點(diǎn)當(dāng)中獲得的工廠1的狀態(tài)量，并更新將在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中監(jiān)視和操作的標(biāo)記的狀態(tài)量。此外，過(guò)程輸入/輸出裝置10經(jīng)由傳輸裝置13、通過(guò)多播傳輸將狀態(tài)量方面的顯著變化輸出到控制網(wǎng)絡(luò)8。另外，過(guò)程輸入/輸出裝置10把由算術(shù)運(yùn)算裝置11輸出的算術(shù)運(yùn)算結(jié)果輸出到工廠1和控制網(wǎng)絡(luò)8。
算術(shù)運(yùn)算裝置11根據(jù)從過(guò)程輸入/輸出裝置10中獲得的工廠1的狀態(tài)量來(lái)執(zhí)行在邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)21中定義的算術(shù)表達(dá)式的算術(shù)運(yùn)算，并把算術(shù)運(yùn)算結(jié)果輸出到過(guò)程輸入/輸出裝置10。
傳輸裝置13不僅把來(lái)自于過(guò)程輸入/輸出裝置10的輸出輸出到控制網(wǎng)絡(luò)8，而且還把與來(lái)自于控制網(wǎng)絡(luò)8的狀態(tài)量輸入相關(guān)聯(lián)的查詢和操作輸出到傳送裝置12。將與狀態(tài)量相關(guān)聯(lián)的查詢和操作從集中交互單元4和單獨(dú)交互單元3那里輸出。
傳送裝置12利用標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20的內(nèi)容來(lái)響應(yīng)從傳輸裝置13那里輸出的查詢，并響應(yīng)于操作更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20的內(nèi)容。此外，傳送裝置12定期向控制網(wǎng)絡(luò)8輸出表示控制單元2的完整性的″心跳″。
單獨(dú)交互單元3包括網(wǎng)關(guān)裝置(GW裝置)17，用于連接信息網(wǎng)絡(luò)7和控制網(wǎng)絡(luò)8。單獨(dú)交互單元3進(jìn)一步包括圖形數(shù)據(jù)庫(kù)22，用于存儲(chǔ)交互屏幕的圖形數(shù)據(jù)標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20，用于把將由單獨(dú)交互單元3監(jiān)控的工廠狀態(tài)量存為標(biāo)記；和源數(shù)據(jù)庫(kù)23，用于存儲(chǔ)表示信息接收狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
顯示裝置16讀出利用輸入裝置6從圖形數(shù)據(jù)庫(kù)22中選擇的交互屏幕，并將交互屏幕輸出到顯示裝置5。此外，顯示裝置16經(jīng)由標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14從標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20那里輸入交互屏幕上所定義的標(biāo)記的狀態(tài)量，并且更新和顯示交互屏幕上的狀態(tài)量。當(dāng)顯示裝置16引用的標(biāo)記存在于標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中時(shí)，標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14輸出該標(biāo)記的狀態(tài)量，或者經(jīng)由傳輸裝置13將關(guān)于該狀態(tài)量的查詢輸出到控制網(wǎng)絡(luò)8。繼而，由標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中的注冊(cè)器更新對(duì)由控制單元2的傳送裝置12輸出的查詢的響應(yīng)，并在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中更新由過(guò)程輸入/輸出裝置10輸出的過(guò)程狀態(tài)方面的變化。此外，存儲(chǔ)管理裝置15(在下文中稱為垃圾收集裝置15)充當(dāng)存儲(chǔ)管理功能，如果在某一段時(shí)間內(nèi)沒有從控制單元2那里接收表示控制單元2的完整性″心跳″，就把控制單元2中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的。
除了集中交互單元4不包括網(wǎng)關(guān)裝置17之外，該集中交互單元4具有類似于單獨(dú)交互單元3的結(jié)構(gòu)。集中交互單元4經(jīng)由單獨(dú)交互單元3的網(wǎng)關(guān)裝置17向控制單元2發(fā)送信息以及從控制單元2那里接收消息。
圖3是根據(jù)圖2中所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的、集中工廠監(jiān)控設(shè)備所使用的傳輸方案的舉例說(shuō)明。圖3示出了控制單元2與集中交互單元4之間的傳輸方案。根據(jù)本發(fā)明，由于提供的網(wǎng)關(guān)裝置17，集中交互單元4與控制單元2之間的傳輸方案基本上相當(dāng)于單獨(dú)交互單元3與控制單元2之間的傳輸方案。
集中交互單元4的顯示裝置16輸出數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB。更具體而言，顯示裝置16讀取從圖形數(shù)據(jù)庫(kù)22中選出的交互屏幕，生成許多用在屏幕上的標(biāo)記，然后向標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14輸出數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB。
標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14為標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中注冊(cè)的標(biāo)記報(bào)告回調(diào)CB，或者為標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中未注冊(cè)的標(biāo)記、經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)7和網(wǎng)關(guān)裝置17向控制網(wǎng)絡(luò)8輸出多播查詢MQ。
連接于控制網(wǎng)絡(luò)8的控制單元2的傳送裝置12將標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中注冊(cè)的標(biāo)記作為應(yīng)答R輸出到控制網(wǎng)絡(luò)8。在這種情況下，模擬控制單元2的單獨(dú)交互單元3的網(wǎng)關(guān)裝置17將標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中注冊(cè)的東西作為應(yīng)答R輸出到信息網(wǎng)絡(luò)7，或者為未注冊(cè)的東西將多播查詢MQ輸出到控制網(wǎng)絡(luò)8。
作為上述操作的結(jié)果，響應(yīng)于多播查詢MQ，將應(yīng)答R從控制單元2傳送到高級(jí)集中交互單元4或單獨(dú)交互單元3，并由此在所有交互顯示單元3和4的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中產(chǎn)生控制單元2的副本，所述控制單元2包括作為實(shí)體的相關(guān)標(biāo)記。由此，一旦向顯示裝置16通知回調(diào)CB發(fā)生，就能夠識(shí)別出其中存在實(shí)體的控制單元2。
工廠狀態(tài)量上的變化是由控制單元2作為異常E輸出的。集中交互單元4中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20并將回調(diào)CB的通知輸出到顯示裝置16。此外，集中交互單元4中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14利用在相關(guān)異常E中設(shè)置的序列號(hào)來(lái)檢測(cè)異常E的丟失。
可能丟失的內(nèi)容可以通過(guò)為所有從相關(guān)控制單元2那里發(fā)送的標(biāo)記發(fā)出單播查詢UQ(例如，TCP/IP)并由此獲得應(yīng)答R來(lái)加以補(bǔ)償。如果無(wú)法發(fā)出單播查詢UQ，那么就意味著控制單元2或模擬控制單元2的單獨(dú)交互單元3已經(jīng)停止了它的功能。為了進(jìn)行另一次搜索，輸出多播查詢MQ。
如果沒有輸出異常E，那么就不存在工廠狀態(tài)量上的變化。由于無(wú)法判斷這種情形是否是因控制單元2中的傳輸功能的丟失而造成的，因此控制單元2定期向控制網(wǎng)絡(luò)8輸出表示控制單元2自身的完整性的″心跳″HB。
只要定期輸出”心跳”HB，集中交互單元4的垃圾收集裝置15就把沒有異常E輸出的情形看作是正常情形。換言之，如果在幾個(gè)周期內(nèi)或幾個(gè)周期以上沒有看到”心跳”HB的輸出，那么垃圾收集裝置15就能夠識(shí)別出功能的丟失。
圖4是用于舉例說(shuō)明根據(jù)圖2中所示的本發(fā)明第一實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20的示意圖。標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20包括標(biāo)記號(hào)30、源31、標(biāo)記描述32、工程單元33、當(dāng)前值34、質(zhì)量35和更新時(shí)間戳36，以便存儲(chǔ)關(guān)于標(biāo)記的信息的這些項(xiàng)。源31是給控制單元2或模擬控制單元2的單獨(dú)交互單元3分配的唯一標(biāo)識(shí)符。
圖5示出了當(dāng)應(yīng)用于控制單元2、具有網(wǎng)關(guān)裝置17的單獨(dú)交互單元3和集中交互單元4中每一個(gè)時(shí)、具有圖4中所示結(jié)構(gòu)的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20的內(nèi)容。
在控制單元2的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中，保留所有標(biāo)記的狀態(tài)量并且不斷地由過(guò)程輸入/輸出裝置10對(duì)其進(jìn)行更新。在連接于控制網(wǎng)絡(luò)8和信息網(wǎng)絡(luò)7的單獨(dú)交互單元3和集中交互單元4中，保留顯示裝置16需要的東西的副本。例如，在連接于信息網(wǎng)絡(luò)7的單獨(dú)交互單元3中，保留單獨(dú)交互單元3的顯示裝置16和集中交互單元4的顯示裝置16需要的東西的副本，而在集中交互單元4中，保留集中交互單元4的顯示裝置16需要的東西的副本。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的、在圖3中所示的根據(jù)集中工廠監(jiān)控設(shè)備所采用的傳輸方案的響應(yīng)請(qǐng)求內(nèi)容信號(hào)中所包含的信息的舉例說(shuō)明。圖6(A)示出了多播查詢MQ或單播查詢UQ的內(nèi)容，圖6(B)示出了標(biāo)記操作TO的內(nèi)容，圖6(C)示出了”心跳”HB的內(nèi)容，圖6(D)示出了應(yīng)答R的內(nèi)容，而圖6(E)示出了異常E的內(nèi)容。
在圖6(A)中，多播查詢MQ或單播查詢UQ包括表示處理單元的事務(wù)號(hào)37、時(shí)間戳36、類型、源31、單播地址、項(xiàng)數(shù)目和標(biāo)記號(hào)30。以所述類型來(lái)描述查詢。在圖6(B)中，標(biāo)記操作TO包括事務(wù)號(hào)37、時(shí)間戳36、類型、源31、單播地址、標(biāo)記號(hào)30和設(shè)置值。以所述類型來(lái)描述標(biāo)記操作，并且重復(fù)地描述標(biāo)記號(hào)30和設(shè)置值。在圖6(C)中，”心跳”HB包括事務(wù)號(hào)37、時(shí)間戳36、類型、源31和單播地址。以所述類型來(lái)描述″心跳″。
在圖6(D)中，應(yīng)答R包括事務(wù)號(hào)37、時(shí)間戳36、類型、源31、單播地址、請(qǐng)求者處的源、請(qǐng)求者處的事務(wù)號(hào)、項(xiàng)數(shù)目、標(biāo)記號(hào)30、標(biāo)記描述32、工程單元33、當(dāng)前值34和質(zhì)量35。以所述類型來(lái)描述應(yīng)答，并且重復(fù)地描述由標(biāo)記號(hào)30到質(zhì)量35構(gòu)成的組。在圖6(E)中，異常E包括事務(wù)號(hào)37、時(shí)間戳36、類型、源31、單播地址、項(xiàng)數(shù)目、標(biāo)記號(hào)30、當(dāng)前值34和質(zhì)量35。以所述類型來(lái)描述異常，并且重復(fù)地描述由標(biāo)記號(hào)30到質(zhì)量35構(gòu)成的組。
如上所述，多播查詢MQ和單播查詢UQ在協(xié)議上有所不同，但包括相同的內(nèi)容。響應(yīng)于查詢MQ或UQ的應(yīng)答R包括生成標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20的副本所需的所有信息，但是異常E只限于動(dòng)態(tài)信息。
圖7示出了根據(jù)圖2中所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例、由來(lái)自于集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的顯示裝置16和網(wǎng)關(guān)裝置17的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB進(jìn)行處理的流程圖。首先，判斷是否引用了數(shù)據(jù)庫(kù)(S1)。如果沒有引用數(shù)據(jù)庫(kù)，則輸出標(biāo)記操作TO(S2)。在另一方面，當(dāng)引用了數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，作出關(guān)于是否已經(jīng)在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中注冊(cè)了標(biāo)記的另一判斷。如果已經(jīng)注冊(cè)了所述標(biāo)記，則將當(dāng)前值作為回調(diào)(S4)輸出。如果尚未注冊(cè)所述標(biāo)記，則輸出多播查詢MQ(S5)。
這里，一些數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB是由顯示裝置16作為本地引用輸出的，而其它的數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB是由網(wǎng)關(guān)裝置17輸出的，以便中繼多播查詢MQ。例如，將對(duì)于前一種情況將源設(shè)置為0，而對(duì)于后一種情況將源設(shè)置為除0以外的值。這實(shí)現(xiàn)了判斷應(yīng)答R是否是由本地引用而產(chǎn)生的。以異步方式將顯示裝置16響應(yīng)于數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB的應(yīng)答R和異常E作為回調(diào)CB加以報(bào)告，并且顯示裝置16根據(jù)所報(bào)告的標(biāo)記的當(dāng)前值來(lái)更新顯示裝置5的交互屏幕。再次將網(wǎng)關(guān)裝置17響應(yīng)于數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB的應(yīng)答R和異常E輸出到信息網(wǎng)絡(luò)7，并且最后將其作為回調(diào)CB報(bào)告給顯示集中交互單元4中的顯示裝置16。
由控制單元2或模擬控制單元2的單獨(dú)交互單元3輸出的應(yīng)答R和異常E中所包含的事務(wù)號(hào)37是這樣一個(gè)序列號(hào)，其中利用所述序列號(hào)來(lái)獨(dú)立地更新源31，并由此通過(guò)在源數(shù)據(jù)庫(kù)23中保存先前接收到的內(nèi)容中所包含的事務(wù)號(hào)37來(lái)檢測(cè)是否已經(jīng)發(fā)生了丟失以供進(jìn)行比較。
圖8示出了由來(lái)自于傳輸裝置13的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14對(duì)”心跳”HB、應(yīng)答R和異常E進(jìn)行處理的流程圖。首先，判斷接收到的內(nèi)容是”心跳”HB、應(yīng)答R還是異常E(S1)。如果接收到的內(nèi)容被″心跳″HB，那么就判斷是否已經(jīng)注冊(cè)了所述源(S2)。如果已經(jīng)注冊(cè)了所述源，那么就更新單播地址和時(shí)間戳(S3)并且更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。如果在步驟S2中判定尚未注冊(cè)所述源，那么就將所述源、單播地址和時(shí)間戳注冊(cè)在源數(shù)據(jù)庫(kù)23中(S5)，并更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。
接下來(lái)，如果在步驟S1中判斷接收到的內(nèi)容是應(yīng)答R，那么就在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中注冊(cè)它(S6)，并且作出關(guān)于是否已經(jīng)進(jìn)行本地引用的另一判斷。如果已經(jīng)進(jìn)行了本地引用，那么就報(bào)告回調(diào)CB(S8)。如果尚未進(jìn)行本地引用，那么就把應(yīng)答R輸出到信息網(wǎng)絡(luò)7(S9)。繼而，更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。
如果在步驟S1中判定接收到的內(nèi)容是異常E，那么就作出關(guān)于事務(wù)是否丟失的另一判斷(S10)。如果沒有丟失事務(wù)，那么就更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)(S11)，并且報(bào)告回調(diào)CB(S12)。接著，將異常E1輸出到信息網(wǎng)絡(luò)7(S13)，并且更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。
如果在步驟S10中判定事務(wù)丟失了，那么就輸出單播查詢UQ(S14)，并且作出關(guān)于是否存在應(yīng)答R的判斷(S15)。如果存在應(yīng)答R，那么流程就前進(jìn)至步驟S11。如果不存在應(yīng)答R，那么就將所述標(biāo)記從標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)上刪掉(S16)并且更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。
圖9示出了根據(jù)圖2中所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例、由集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的垃圾收集裝置15進(jìn)行處理的流程圖。判斷在指定時(shí)限內(nèi)是否從控制單元2那里接收了″心跳″HB(S1)。如果沒有接收到”心跳”HB，那么就把相關(guān)源的所有標(biāo)記設(shè)置為缺損的(S2)。
圖10是用于存儲(chǔ)來(lái)自于每個(gè)控制單元2的″心跳″HB的接收狀態(tài)的源數(shù)據(jù)庫(kù)23的示意性框圖。更具體而言，源數(shù)據(jù)庫(kù)23包括源31、事務(wù)號(hào)37、單播地址40、和時(shí)間戳36。生成這個(gè)源數(shù)據(jù)庫(kù)23并且由標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14來(lái)更新它。垃圾收集裝置15根據(jù)從最近更新的日期與時(shí)間開始經(jīng)過(guò)的時(shí)間來(lái)檢測(cè)充當(dāng)源的控制單元2或模擬控制單元2的單獨(dú)交互單元的功能丟失。
圖11示出由控制單元2中的傳送裝置12進(jìn)行處理的流程圖。首先，判斷接收到的內(nèi)容是否是查詢(S1)。如果不是查詢的話，那么就更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容(S2)。如果是查詢的話，那么就判斷是否在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)了所述標(biāo)記(S3)，并且將標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容作為應(yīng)答加以輸出(S4)。圖12示出單獨(dú)交互單元3中的網(wǎng)關(guān)裝置17進(jìn)行處理的流程圖。首先，判斷接收到的內(nèi)容是否是查詢(S1)。如果不是查詢的話，那么就更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容(S2)。如果是查詢的話，那么就引用所述標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)(S3)。
如上所述，傳送裝置12不響應(yīng)于多播查詢MQ來(lái)為不存在的標(biāo)記輸出應(yīng)答R。網(wǎng)關(guān)裝置17只向標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14輸出數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，連接于信息網(wǎng)絡(luò)的集中交互單元把單獨(dú)交互單元視作為控制單元，并且根據(jù)已經(jīng)對(duì)查詢作出響應(yīng)的控制單元的工廠狀態(tài)量來(lái)構(gòu)建交互顯示單元中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)。這使得能夠容易地添加和刪除集中交互單元和單獨(dú)交互單元。此外，可以讓用于集中監(jiān)控操作的集中交互單元的規(guī)格與每個(gè)工廠中的單獨(dú)交互單元的規(guī)格相同。這消除了對(duì)學(xué)習(xí)單個(gè)裝置的工作程序的需要，由此使得能夠以集中方式來(lái)容易地監(jiān)視多個(gè)工廠的工作情況。
(第二實(shí)施例)圖13是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的的詳細(xì)框圖。在這個(gè)第二實(shí)施例中，與圖2中所示的第一實(shí)施例相比，單獨(dú)交互單元3包括安全數(shù)據(jù)庫(kù)24，用于存儲(chǔ)關(guān)于每個(gè)操作者的可監(jiān)視和可操作范圍的限制信息；和網(wǎng)關(guān)裝置17，其根據(jù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)24中的定義來(lái)限制控制單元2的模擬范圍。與圖2中所示的那些組件相同的組件都用相同的參考標(biāo)記來(lái)表示，且將不作描述。
單獨(dú)交互單元3的網(wǎng)關(guān)裝置17根據(jù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)24中的定義數(shù)據(jù)和標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14中的標(biāo)記信息來(lái)限制控制單元2的模擬范圍，并且由傳輸裝置13經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)7來(lái)執(zhí)行到集中交互單元4的數(shù)據(jù)傳輸。
圖14是安全數(shù)據(jù)庫(kù)24的示意性框圖。在安全數(shù)據(jù)庫(kù)24中，至少注冊(cè)了操作者的用戶名41、操作區(qū)域(操作工廠裝置)42和與操作區(qū)域相對(duì)應(yīng)的操作級(jí)43，并且網(wǎng)關(guān)裝置17輸入從集中交互單元4中獲得的操作者的用戶名，并將定義數(shù)據(jù)輸出到網(wǎng)關(guān)裝置17。如圖14所示，可以在安全數(shù)據(jù)庫(kù)24中為用戶注冊(cè)多個(gè)操作區(qū)域和操作級(jí)。
圖15是根據(jù)第二實(shí)施例的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20的示意性框圖。在根據(jù)第二實(shí)施例的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中，至少存儲(chǔ)了操作級(jí)38和工廠類別(工廠裝置類別)。網(wǎng)關(guān)裝置17僅僅根據(jù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)24中的定義數(shù)據(jù)和標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中的注冊(cè)信息，把控制單元2的模擬范圍限制于操作者所需的標(biāo)記信息。
根據(jù)這個(gè)第二實(shí)施例，網(wǎng)關(guān)裝置17能夠通過(guò)根據(jù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)24中的定義限制控制單元2的模擬范圍，來(lái)限制每個(gè)操作者的可監(jiān)視和可操作范圍。其結(jié)果是，能夠根據(jù)操作者級(jí)別來(lái)提供監(jiān)視和操作功能，由此能夠減少操作者不正確操作的次數(shù)。此外，僅僅發(fā)送操作者需要的信息，由此能夠減輕信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)荷。
(第三實(shí)施例)圖16是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的框圖。在這個(gè)第三實(shí)施例中，與圖1中所示的第一實(shí)施例相比，信息網(wǎng)絡(luò)7、控制網(wǎng)絡(luò)8、控制單元2、集中交互單元4和單獨(dú)交互單元3都是冗余化的，并且控制單元2、集中交互單元4和單獨(dú)交互單元3對(duì)所有冗余化的信息網(wǎng)絡(luò)7和控制網(wǎng)絡(luò)8執(zhí)行多播傳輸，并在先來(lái)先服務(wù)的基礎(chǔ)上、一次一個(gè)事務(wù)地接收數(shù)據(jù)。與圖1中所示的那些組件相同的組件都用相同的參考標(biāo)記來(lái)表示，且將不作描述。
將從工廠1那里收集的諸如溫度、壓力、流速和閥開/閉狀態(tài)之類的工廠狀態(tài)量輸入到冗余化的控制單元2，并經(jīng)過(guò)管理和算術(shù)運(yùn)算。將算術(shù)運(yùn)算結(jié)果作為管理量加以輸出，而將工廠狀態(tài)量作為標(biāo)記輸出到冗余化的控制網(wǎng)絡(luò)8。將輸出到控制網(wǎng)絡(luò)8的工廠狀態(tài)量輸入到單獨(dú)交互單元3。
此外，已經(jīng)連接于冗余化的信息網(wǎng)絡(luò)7的冗余化的單獨(dú)交互單元3，將輸出到控制網(wǎng)絡(luò)8的狀態(tài)量傳送到信息網(wǎng)絡(luò)7。集中交互單元4將狀態(tài)量輸出輸入到控制網(wǎng)絡(luò)8或信息網(wǎng)絡(luò)7，并顯示和更新顯示裝置5的屏幕，包括由操作者利用輸入裝置6而選擇和請(qǐng)求的工廠狀態(tài)量。
圖17是根據(jù)圖16中所示的第三實(shí)施例的工廠集中監(jiān)控設(shè)備采用的傳輸方案的舉例說(shuō)明。由于網(wǎng)絡(luò)是冗余化的，因而將數(shù)據(jù)輸出到所有的網(wǎng)絡(luò)，并且接收器僅僅選擇首先到達(dá)的事務(wù)并忽略后續(xù)到達(dá)的事務(wù)。
圖18示出了根據(jù)第三實(shí)施例、由來(lái)自于集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的顯示裝置16和網(wǎng)關(guān)裝置17的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB進(jìn)行處理的流程圖。首先，判斷是否引用數(shù)據(jù)庫(kù)(S1)。如果沒有引用數(shù)據(jù)庫(kù)，那么就輸出標(biāo)記操作TO(S2)。在另一方面，當(dāng)引用了數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，作出關(guān)于是否已經(jīng)在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中注冊(cè)了所述標(biāo)記的另一判斷。如果已經(jīng)注冊(cè)了所述標(biāo)記，那么就把當(dāng)前值作為回調(diào)加以輸出(S4)。如果尚未注冊(cè)了所述標(biāo)記，將多播查詢MQ輸出到所有網(wǎng)絡(luò)(S5)。
圖19示出了由來(lái)自于傳輸裝置13的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14對(duì)″心跳″HB、應(yīng)答R和異常E進(jìn)行處理的流程圖。與圖8中所示的流程圖相比，另外提供了步驟S17、步驟S18和步驟S19。
利用這個(gè)傳輸方案，集中交互單元4無(wú)需知道控制單元2或單獨(dú)交互單元3所采用的任何多樣性。此外，在多路復(fù)用設(shè)備中的功能丟失能夠通過(guò)確認(rèn)沒有對(duì)多播查詢MQ的應(yīng)答R來(lái)檢測(cè)。
根據(jù)這個(gè)第三實(shí)施例，組件裝置的添加和修改，包括在冗余度方面的變化，都能夠在不中斷操作、不干涉操作期間的服務(wù)器切換的情況下加以執(zhí)行。這提高了工廠可用率。此外，由于緊接啟動(dòng)之后只在控制單元2中存在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20，因而沒有必要考慮(例如)與存在于交互顯示單元中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)相匹配。這改善了可維護(hù)性。
(第四實(shí)施例)圖20是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20的示意性框圖。與根據(jù)圖4中所示的第一實(shí)施例的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20相比，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB時(shí)，為每個(gè)標(biāo)記另外還提供用于保留最新的日期和時(shí)間的引用時(shí)間戳37。
圖21示出根據(jù)第四實(shí)施例、由來(lái)自于集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的顯示裝置16和網(wǎng)關(guān)裝置17的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB進(jìn)行處理的流程圖。與根據(jù)圖7中所示的第一實(shí)施例的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14相比，另外還提供步驟S6。首先，判斷是否引用了數(shù)據(jù)庫(kù)(S1)。如果沒有引用數(shù)據(jù)庫(kù)，那么就輸出標(biāo)記操作TO(S2)。在另一方面，當(dāng)引用了數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，作出關(guān)于是否已經(jīng)在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中注冊(cè)了所述標(biāo)記的另一判斷。如果已經(jīng)注冊(cè)了所述標(biāo)記，那么就將當(dāng)前值作為回調(diào)加以輸出(S4)。接著，更新引用時(shí)間戳(S6)。如果在步驟S3中判定尚未注冊(cè)所述標(biāo)記，那么就輸出多播查詢MQ(S5)。如上所述，在步驟S6中，標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14響應(yīng)于每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB來(lái)更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中的引用日期和時(shí)間。
圖22示出了根據(jù)第四實(shí)施例、由集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的傳輸裝置13對(duì)″心跳″HB、應(yīng)答R和異常E進(jìn)行處理的流程圖。與根據(jù)圖8中所示的第一實(shí)施例的處理相比，另外還提供在其中設(shè)置引用時(shí)間戳的步驟S17。
圖23示出了根據(jù)第四實(shí)施例、由集中工廠監(jiān)控設(shè)備中的垃圾收集裝置15進(jìn)行處理的流程圖。首先，判斷″心跳″HB是否是在指定的期限內(nèi)從控制單元2中那里接收的(S1)。如果接收了″心跳″HB，那么就將相關(guān)源中的所有標(biāo)記設(shè)置為缺損的(S2)。在另一方面，當(dāng)在指定的時(shí)限內(nèi)接收了″心跳″HB時(shí)，判斷在指定的時(shí)限內(nèi)是否進(jìn)行引用。如果沒有引用的話，那么就從標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)上刪掉所述標(biāo)記(S4)。如上所述，通過(guò)在步驟S3和步驟S4中的處理，垃圾收集裝置15根據(jù)從引用日期和時(shí)間開始經(jīng)過(guò)的時(shí)間檢測(cè)出在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20中沒有數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB，并且刪除存在一段時(shí)間以上的標(biāo)記。
根據(jù)這個(gè)第四實(shí)施例，客戶端不需要的標(biāo)記和不太經(jīng)常引用的標(biāo)記都能被排除到因丟失過(guò)程輸入/輸出裝置10所輸出的狀態(tài)量上的變化的通知而產(chǎn)生的查詢之外。這減輕了信息網(wǎng)絡(luò)7和控制網(wǎng)絡(luò)8上的負(fù)荷。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有高響應(yīng)性的交互顯示單元。
(第五實(shí)施例)圖24是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。在這個(gè)第五實(shí)施例中，與圖2中所示的第一實(shí)施例相比，單獨(dú)交互單元3的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20包括本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20A，用于存儲(chǔ)標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20自身所請(qǐng)求的標(biāo)記；和遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20B，用于存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)裝置17所請(qǐng)求的標(biāo)記。與圖2中所示的組件相同的組件都用相同的參考標(biāo)記表示，且將不作描述。
如圖24所示，標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20分為用于由其自己的顯示裝置16請(qǐng)求的本地引用的本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20A、和用于網(wǎng)關(guān)裝置17經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)7請(qǐng)求的遠(yuǎn)程引用的遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20B。
圖25示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例、由來(lái)自于顯示裝置16和網(wǎng)關(guān)裝置17的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB進(jìn)行處理的流程圖。首先，判斷是否引用本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)(S1)。如果引用本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)，那么就作出關(guān)于引用標(biāo)記是否存在于本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的另一判斷(S2)。如果所述引用標(biāo)記存在于本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，那么就回調(diào)當(dāng)前值(S3)。
在另一方面，如果在步驟S2中判定引用標(biāo)記未存在于本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么就作出關(guān)于是否存在遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的另一判斷(S4)。如果所述引用標(biāo)記存在于遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么就在本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中復(fù)制它(S4)，并回調(diào)當(dāng)前值(S3)。如果在步驟S5中判斷引用標(biāo)記未存在于遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么就輸出多播查詢MQ(S6)。
如果在步驟S1中判斷沒有引用本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)，那么就作出關(guān)于是否引用遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的另一判斷(S7)。如果沒有引用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，那么就輸出標(biāo)記操作TO(S8)。簡(jiǎn)而言之，如果既不引用本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)又不引用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，那么就輸出標(biāo)記操作TO(TO)。
接下來(lái)，如果沒有引用本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)而是引用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，那么就判斷是否所述引用標(biāo)記存在于遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中(S9)。如果所述引用標(biāo)記存在于遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么就將當(dāng)前值作為回調(diào)輸出(S3)。在另一方面，如果所述引用標(biāo)記未存在于遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么就判斷所述引用標(biāo)記是否存在于本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中(S10)。如果所述引用標(biāo)記未存在于本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么就輸出多播查詢MQ(S6)。如果所述引用標(biāo)記存在于本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么就在遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中復(fù)制它(S11)，并回調(diào)當(dāng)前值(S3)。
圖26示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的傳輸裝置13對(duì)″心跳″HB、應(yīng)答R和異常E進(jìn)行處理的流程圖。首先，判斷接收到的內(nèi)容是″心跳″HB、應(yīng)答R、還是異常E(S1)。如果接收到的內(nèi)容是″心跳″HB，那么就判斷是否已經(jīng)注冊(cè)了所述源(S2)。如果已經(jīng)注冊(cè)了所述源，那么就更新單播地址和時(shí)間戳(S3)，并更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。如果在步驟S2中判定尚未注冊(cè)所塑源，那么就在源數(shù)據(jù)庫(kù)23中注冊(cè)該源、單播地址和時(shí)間戳(S5)，并且更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。
接下來(lái)，如果在步驟S1中判定接收到的內(nèi)容是應(yīng)答R，那么就作出關(guān)于是否引用本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的另一判斷(S6)。如果引用本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的話，那么就在本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)所述標(biāo)記(S7)。接著，報(bào)告回調(diào)(S8)，并且更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。如果在步驟S6中判定沒有引用本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)，那么就在遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)所述標(biāo)記(S9)。接著，利用注冊(cè)的標(biāo)記來(lái)將應(yīng)答作為過(guò)濾器輸出(S10)，并且更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。
如果在步驟S1判定接收到的內(nèi)容是異常E，那么就作出關(guān)于是否丟失事務(wù)的另一判斷(S11)。如果沒有事務(wù)丟失的話，那么就更新本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)(S12)，利用注冊(cè)的標(biāo)記將應(yīng)答作為過(guò)濾器輸出(S13)，并且更新遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)(S14)。利用注冊(cè)的標(biāo)記將異常作為過(guò)濾器輸出(S15)，并且更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。
如果在步驟S11中判定事務(wù)丟失，那么就輸出單播查詢UQ(S16)，并且判斷是否存在應(yīng)答R(S17)。如果存在應(yīng)答R，那么流程就前進(jìn)至步驟S12。如果沒有應(yīng)答R，那么就從標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)上刪掉所述標(biāo)記(S18)，并且更新源數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)號(hào)(S4)。
如上所述，由顯示裝置16作出的數(shù)據(jù)庫(kù)引用DB是在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20的本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20A中注冊(cè)的，與由網(wǎng)關(guān)裝置17作出的數(shù)據(jù)庫(kù)引用分貝相分離。響應(yīng)于來(lái)自于控制單元2的應(yīng)答R和異常E，利用在每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中作為過(guò)濾器注冊(cè)的標(biāo)記來(lái)執(zhí)行到信息網(wǎng)絡(luò)7的回調(diào)CB和第二輸出。
根據(jù)這個(gè)第五實(shí)施例，未將來(lái)自于控制單元2的狀態(tài)量上的變化作為回調(diào)報(bào)告，所述回調(diào)包括客戶端不需要的東西，此外能夠減輕信息網(wǎng)絡(luò)7上的負(fù)荷。因此，能夠獲得呈現(xiàn)高響應(yīng)性的交互顯示單元。此外，可以通過(guò)為每個(gè)客戶端產(chǎn)生獨(dú)立的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20來(lái)降低客戶端和網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)荷。
(第六實(shí)施例)圖27是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。與圖2中所示的第一實(shí)施例相比，在這個(gè)第六實(shí)施例中，集中操作監(jiān)控設(shè)備中的集中交互單元4另外還包括標(biāo)記注冊(cè)裝置50，用于在集中化交互單元4中注冊(cè)將要監(jiān)視的標(biāo)記；和將要監(jiān)視標(biāo)記的存儲(chǔ)部件51，在其中設(shè)置將要監(jiān)視的標(biāo)記，此外，單獨(dú)交互單元3另外還包括標(biāo)記注冊(cè)管理裝置52，用于管理請(qǐng)求其注冊(cè)的標(biāo)記；和標(biāo)記列表53，用于存儲(chǔ)關(guān)于已注冊(cè)標(biāo)記的標(biāo)記信息。
集中交互單元4輸出指定監(jiān)視單獨(dú)交互單元3所需的標(biāo)記的注冊(cè)請(qǐng)求，所述單獨(dú)交互單元3接著存儲(chǔ)這樣的標(biāo)記，集中交互單元4在標(biāo)記列表53中請(qǐng)求所述標(biāo)記的注冊(cè)。此外，單獨(dú)交互單元3通過(guò)網(wǎng)關(guān)裝置17、依照集中交互單元4處的格式來(lái)轉(zhuǎn)換并發(fā)送存儲(chǔ)在標(biāo)記列表53中的標(biāo)記的狀態(tài)量。
其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)集中交互單元4所注冊(cè)的標(biāo)記信息的傳輸結(jié)構(gòu)。更具體而言，在來(lái)自于集中交互單元4的單獨(dú)交互單元3和控制單元2中注冊(cè)將要監(jiān)視的標(biāo)記，并且單獨(dú)交互單元3依照集中交互單元4處的信息格式轉(zhuǎn)換并發(fā)送注冊(cè)的標(biāo)記狀態(tài)量。響應(yīng)于操作使用上的變化，這實(shí)現(xiàn)了標(biāo)記的容易連接和靈活添加及刪除。
在圖27中，根據(jù)操作狀態(tài)(例如，正常操作、啟動(dòng)/停止和不工作)，把將要監(jiān)視的標(biāo)記預(yù)存在將要監(jiān)視標(biāo)記的存儲(chǔ)部件51中，以便例如讓監(jiān)視系統(tǒng)的區(qū)域在單獨(dú)交互單元3與集中交互單元4之間不同。構(gòu)成集中監(jiān)控設(shè)備的集中交互單元4監(jiān)視由輸入裝置6指定的標(biāo)記或在將要監(jiān)視標(biāo)記的存儲(chǔ)部件51中設(shè)置的標(biāo)記。
標(biāo)記注冊(cè)裝置50從輸入裝置6或?qū)⒁O(jiān)視標(biāo)記的存儲(chǔ)部件51那里輸入將要監(jiān)視的標(biāo)記，并經(jīng)由傳輸裝置13請(qǐng)求向相關(guān)的單獨(dú)交互單元3注冊(cè)標(biāo)記。將請(qǐng)求輸入到相關(guān)單獨(dú)交互單元3的標(biāo)記注冊(cè)管理裝置52。標(biāo)記注冊(cè)管理裝置52獲得如下標(biāo)記的標(biāo)記信息，從標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)20那里請(qǐng)求所述標(biāo)記的注冊(cè)，并將它保存在標(biāo)記列表53中。
在這種情況下，標(biāo)記信息不僅包括諸如標(biāo)記狀態(tài)值之類的可變信息，而且還包括諸如標(biāo)記名之類的固定信息。如果沒有注冊(cè)請(qǐng)求，那么就由標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14啟動(dòng)標(biāo)記注冊(cè)管理裝置52以把標(biāo)記狀態(tài)值更新為最新的值。在已經(jīng)更新標(biāo)記狀態(tài)值之后，啟動(dòng)網(wǎng)關(guān)裝置17。網(wǎng)關(guān)裝置17把保存在標(biāo)記列表53中的標(biāo)記狀態(tài)值轉(zhuǎn)換并編輯成遵照集中交互單元4的格式，然后把所述標(biāo)記狀態(tài)值傳送到集中交互單元4。將傳送的標(biāo)記狀態(tài)值輸入到集中交互單元4的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出裝置14，并且在集中標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)50中更新它。
根據(jù)這個(gè)第六實(shí)施例，可以按照規(guī)格從集中交互單元4那里傳送相關(guān)單獨(dú)交互單元3中將要監(jiān)視的標(biāo)記的狀態(tài)值。由此，即使對(duì)集中交互單元4處的操作狀態(tài)作了改變，也能夠容易地對(duì)將要監(jiān)視的標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn)換、添加或刪除。此外，信息網(wǎng)絡(luò)7上的傳輸負(fù)荷能夠只限于集中操作所需的信息量。
(第七實(shí)施例)圖28是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。在這個(gè)第七實(shí)施例中，與圖27中所示的第六實(shí)施例相比，另外給集中交互單元4提供用于更新關(guān)于將要集中監(jiān)視的標(biāo)記信息的標(biāo)記信息更新裝置54，并且還另外給單獨(dú)交互單元3提供用于依照集中交互單元4的格式來(lái)轉(zhuǎn)換和傳送關(guān)于經(jīng)過(guò)標(biāo)記注冊(cè)管理的標(biāo)記列表的信息的標(biāo)記信息傳輸裝置55。
集中交互單元4向單獨(dú)交互單元3輸出用于更新控制單元2的標(biāo)記信息的請(qǐng)求，并且單獨(dú)交互單元3將唯一標(biāo)識(shí)ID添加到控制單元2中的標(biāo)記信息(即集中交互單元4請(qǐng)求了其更新的標(biāo)記信息)上，并且依照集中交互單元4的格式來(lái)轉(zhuǎn)換和發(fā)送標(biāo)記信息。
在圖28中，構(gòu)成集中監(jiān)控設(shè)備的集中交互單元4啟動(dòng)標(biāo)記信息更新裝置54，以構(gòu)建將要由集中標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)50中的每個(gè)單獨(dú)交互單元3監(jiān)視的標(biāo)記信息。標(biāo)記信息更新裝置54經(jīng)由傳輸裝置13向相關(guān)的單獨(dú)交互單元3發(fā)出更新標(biāo)記信息的請(qǐng)求。已經(jīng)接收了更新標(biāo)記信息請(qǐng)求的相關(guān)單獨(dú)交互單元3的標(biāo)記注冊(cè)管理裝置52啟動(dòng)標(biāo)記信息傳送裝置55。標(biāo)記信息傳輸裝置55將標(biāo)記列表53中的標(biāo)記信息轉(zhuǎn)換并編輯成集中交互單元4的標(biāo)記信息的格式，并且把標(biāo)記信息傳送到集中交互單元4，其中所述集中交互單元是集中監(jiān)控設(shè)備。在這篇說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)“標(biāo)記信息”是指諸如標(biāo)記名和標(biāo)記單位之類的固定信息部分。
把傳送的標(biāo)記信息輸入到集中交互單元4的標(biāo)記信息更新裝置54中，并且在集中標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)50中更新它。在此時(shí)，標(biāo)記信息更新裝置54添加至標(biāo)記號(hào)。給集中交互單元4處的每個(gè)單獨(dú)交互單元3分配一個(gè)唯一的ID，并且保存標(biāo)記號(hào)，以便每個(gè)單獨(dú)交互單元3中的標(biāo)記號(hào)的任何復(fù)制不會(huì)在執(zhí)行集中監(jiān)控的集中交互單元4中產(chǎn)生問(wèn)題。
此外，當(dāng)來(lái)自于單獨(dú)交互單元3的新標(biāo)記信息將要被更新時(shí)，標(biāo)記信息更新裝置54將標(biāo)記數(shù)據(jù)表20中對(duì)應(yīng)的單獨(dú)交互單元3的當(dāng)前標(biāo)記信息與將要更新的標(biāo)記信息進(jìn)行比較，經(jīng)由顯示裝置16在顯示裝置5中顯示將要添加或刪除哪些標(biāo)記，并且僅在獲得操作者確認(rèn)之后更新標(biāo)記信息。為此，能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行更新標(biāo)記信息。應(yīng)當(dāng)注意，這種確認(rèn)可以省略。
根據(jù)這個(gè)第七實(shí)施例，在接收自用于集中監(jiān)控的交互顯示單元4的請(qǐng)求中，能夠在用于集中監(jiān)控的集中交互單元4中自動(dòng)地構(gòu)建將在相關(guān)的單獨(dú)交互單元中監(jiān)視的標(biāo)記的標(biāo)記信息。此外，由于在接收自用于集中監(jiān)控的集中交互單元4的請(qǐng)求中、將在單獨(dú)交互單元3對(duì)標(biāo)記信息作出的任何修改都能夠容易地反映在集中標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，因而能夠?qū)崿F(xiàn)高級(jí)的可維護(hù)性。
(第八實(shí)施例)圖29是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的集中工廠監(jiān)控設(shè)備的詳細(xì)框圖。在這個(gè)第八實(shí)施例中，與圖2中所示的第一實(shí)施例相比，單獨(dú)交互單元3缺少了用于操作者進(jìn)行交互操作的顯示裝置5、輸入裝置6、顯示裝置16和圖形數(shù)據(jù)庫(kù)22。
根據(jù)這個(gè)第八實(shí)施例，能夠減少在正常集中監(jiān)視過(guò)程中交互操作所不需要的與安裝單獨(dú)交互單元(GW單元)相關(guān)聯(lián)的成本和空間。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的集中工廠監(jiān)控設(shè)備，當(dāng)利用多個(gè)交互顯示單元來(lái)以集中方式運(yùn)營(yíng)多個(gè)工廠時(shí)，使用了基于多播的傳輸。為此，能夠?qū)崿F(xiàn)一種響應(yīng)于配置上的變化而呈現(xiàn)出十分高的響應(yīng)性和靈活性以采取動(dòng)作的集中監(jiān)控設(shè)備和方法。因此，本發(fā)明對(duì)于將變得越來(lái)越性質(zhì)不同的工廠監(jiān)視系統(tǒng)而言具有高的工業(yè)實(shí)用性。
權(quán)利要求
1.一種用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備，包括集中交互單元，用于監(jiān)控多個(gè)工廠的操作；單獨(dú)交互單元，用于監(jiān)控一個(gè)工廠；信息網(wǎng)絡(luò)，用于連接集中交互單元和單獨(dú)交互單元；控制單元，用于控制工廠；控制網(wǎng)絡(luò)，用于連接控制單元和單獨(dú)交互單元；和網(wǎng)關(guān)裝置，其設(shè)置于單獨(dú)交互單元中，并且從單獨(dú)交互單元的角度來(lái)看，其具有相當(dāng)于控制單元的傳輸功能，其中所述控制單元包括用于將工廠狀態(tài)量作為標(biāo)記輸入到標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中的裝置；用于將工廠狀態(tài)量中的顯著變化多播到控制網(wǎng)絡(luò)或者如果工廠狀態(tài)量上沒有顯著變化則將表示其完整性的″心跳″多播到控制網(wǎng)絡(luò)的裝置；以及用于響應(yīng)于關(guān)于從控制網(wǎng)絡(luò)輸入的狀態(tài)量的查詢來(lái)返回標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容并響應(yīng)于操作更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的裝置，其中所述單獨(dú)交互單元包括用于如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記存在于單獨(dú)交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則在工廠的交互屏幕上顯示標(biāo)記狀態(tài)量的裝置；用于如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記未存在于單獨(dú)交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則將關(guān)于狀態(tài)量的查詢多播到控制網(wǎng)絡(luò)以及用于在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)來(lái)自于控制單元的響應(yīng)以供更新的裝置；以及用于如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有從控制單元那里接收到表示控制單元的完整性的″心跳″則將控制單元中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的裝置，和其中所述集中交互單元包括用于如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記存在于集中交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則在工廠的交互屏幕上顯示標(biāo)記的狀態(tài)量的裝置；用于如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記未存在于集中交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則將關(guān)于狀態(tài)量的查詢經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)裝置多播到控制網(wǎng)絡(luò)以及用于在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)來(lái)自于控制單元的響應(yīng)以供更新的裝置；以及用于如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有從控制單元那里接收到表示控制單元的完整性的″心跳″則將控制單元中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備，其中所述單獨(dú)交互單元包括存儲(chǔ)用于限制每個(gè)操作者的可監(jiān)視和可操作范圍的信息的安全數(shù)據(jù)庫(kù)、和根據(jù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)中的定義來(lái)限制控制單元的模擬范圍的網(wǎng)關(guān)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備，其中所述信息網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)、控制單元、集中交互單元和單獨(dú)交互單元都是冗余化的，以便控制單元、集中交互單元和單獨(dú)交互單元向所有冗余化的信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行多播傳輸，并在先來(lái)先服務(wù)的基礎(chǔ)上、一次一個(gè)處理單元地執(zhí)行接收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備，其中集中交互單元和單獨(dú)交互單元中的任一個(gè)都包括存儲(chǔ)管理裝置，用于如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有引用一個(gè)標(biāo)記則就在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除該標(biāo)記。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備，其中所述單獨(dú)交互單元包括作為標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)的本地標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)由單獨(dú)交互單元自身請(qǐng)求的標(biāo)記；還包括遠(yuǎn)程標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)由網(wǎng)關(guān)裝置請(qǐng)求的標(biāo)記。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備，其中所述集中交互單元輸出為單獨(dú)交互單元指定監(jiān)視所需的標(biāo)記的注冊(cè)請(qǐng)求，并且單獨(dú)交互單元在標(biāo)記列表中存儲(chǔ)由集中交互單元請(qǐng)求了其注冊(cè)的標(biāo)記，并依照集中交互單元的格式、通過(guò)網(wǎng)關(guān)裝置來(lái)轉(zhuǎn)換和發(fā)送存儲(chǔ)在標(biāo)記列表中的標(biāo)記的狀態(tài)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備，其中所述集中交互單元向單獨(dú)交互單元輸出用于更新控制單元中的標(biāo)記信息的請(qǐng)求，單獨(dú)交互單元發(fā)送控制單元中集中交互單元請(qǐng)求其更新的標(biāo)記信息，并且集中交互單元將唯一標(biāo)識(shí)ID添加至接收到的標(biāo)記信息中，并依照集中交互單元的格式來(lái)存儲(chǔ)該標(biāo)記信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集中監(jiān)控工廠的設(shè)備，其中代替單獨(dú)交互單元的GW單元只包括相當(dāng)于集中交互單元的控制單元的傳輸功能。
9.一種用于利用集中監(jiān)控工廠的設(shè)備來(lái)集中監(jiān)控多個(gè)工廠的方法，所述設(shè)備包括集中交互單元，用于監(jiān)控多個(gè)工廠的操作；單獨(dú)交互單元，用于監(jiān)控一個(gè)工廠；信息網(wǎng)絡(luò)，用于連接集中交互單元和單獨(dú)交互單元；控制單元，用于控制工廠；控制網(wǎng)絡(luò)，用于連接控制單元和單獨(dú)交互單元；和網(wǎng)關(guān)裝置，其設(shè)置于單獨(dú)交互單元中，并且從單獨(dú)交互單元的角度來(lái)看，其具有相當(dāng)于控制單元的傳輸功能，其中所述控制單元執(zhí)行以下步驟將工廠狀態(tài)量作為標(biāo)記輸入到標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中；將工廠狀態(tài)量中的顯著變化多播到控制網(wǎng)絡(luò)或者如果工廠狀態(tài)量上沒有顯著變化則將表示其完整性的″心跳″多播到控制網(wǎng)絡(luò)；以及響應(yīng)于關(guān)于從控制網(wǎng)絡(luò)輸入的狀態(tài)量的查詢來(lái)返回標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容并響應(yīng)于操作更新標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，其中所述單獨(dú)交互單元執(zhí)行以下步驟如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記存在于單獨(dú)交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則在工廠的交互屏幕上顯示標(biāo)記狀態(tài)量；如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記未存在于單獨(dú)交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則將關(guān)于狀態(tài)量的查詢多播到控制網(wǎng)絡(luò)以及用于在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)來(lái)自于控制單元的響應(yīng)以供更新；以及如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有從控制單元那里接收到表示控制單元的完整性的″心跳″則將控制單元中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的，以及其中所述集中交互單元執(zhí)行以下步驟如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記存在于集中交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則在工廠的交互屏幕上顯示標(biāo)記的狀態(tài)量；如果在交互屏幕上定義的標(biāo)記未存在于集中交互單元自身的標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中則將關(guān)于狀態(tài)量的查詢經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)裝置多播到控制網(wǎng)絡(luò)以及在標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)來(lái)自于控制單元的響應(yīng)以供更新；以及如果在特定時(shí)限內(nèi)沒有從控制單元那里接收到表示控制單元的完整性的″心跳″則將控制單元中所包含的標(biāo)記設(shè)置為缺損的。
全文摘要
一種連接用于監(jiān)控多個(gè)工廠的工作情況的集中交互單元和用于監(jiān)控一個(gè)工廠的單獨(dú)交互單元的信息網(wǎng)絡(luò)，連接到一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，所述控制網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)關(guān)裝置連接控制單元和單獨(dú)交互單元。如果工廠狀態(tài)量上存在顯著變化，那么控制單元就將工廠狀態(tài)量作為標(biāo)記多播到控制網(wǎng)絡(luò)，并且集中交互單元和單獨(dú)交互單元將關(guān)于工廠狀態(tài)量的查詢多播到控制網(wǎng)絡(luò)并更新來(lái)自于控制單元的響應(yīng)。
文檔編號(hào)G05B23/02GK1643464SQ0380721
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者松本清介, 林真司, 大森憲司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝